Enzymes

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- Enzymes Qu'est-ce qu'un enzyme?
Un enzyme est un catalyseur biologique. Mais qu'est-ce qu'un catalyseur?
Un catalyseur est une substance qui accélère la vitesse d'une réaction biochimique
sans être altérée dans le processus.1 Des centaines de réactions chimiques différentes
se produisent sans arrêt dans nos cellules et dans notre corps. Dans notre estomac et
notre intestin grêle, des réactions chimiques décomposent les aliments que nous
mangeons en particules plus petites qui peuvent être absorbées par nos cellules. Par
exemple, une molécule de sucre complexe présente dans les produits laitiers, appelée
lactose, doit d'abord être décomposée en deux molécules -- glucose et galactose -avant de pouvoir être absorbée par les cellules somatiques. Cette réaction se produit
normalement avec l'aide d'un enzyme appelé lactase présent dans l'intestin grêle. 2
De nombreuses réactions chimiques, y compris la
décomposition du lactose, ne se produisent pas
spontanément. Le lactose ne se décompose pas s'il ne
réside pas suffisamment longtemps dans du lait ou du
fromage, car les molécules en cause doivent posséder
une certaine quantité d'énergie pour que la réaction
puisse se produire. La quantité d'énergie requise pour
qu'une réaction donnée ait lieu s'appelle énergie
d'activation. Bien que la décomposition du lactose
soit possible, elle ne se produira que si les molécules du
lactose possèdent l'énergie requise. Dans le lait, le
fromage ou la crème glacée, la molécule moyenne de
lactose ne dispose tout simplement pas de l'énergie
nécessaire pour subir la réaction de décomposition, ce
qui fait qu'il faudrait attendre bien longtemps avant que
cette réaction ne se produise par elle-même.
Comment les catalyseurs accélèrent-ils donc les réactions chimiques? Ils permettent à
la réaction de se produire alors que l'énergie d'activation est insuffisante. En d'autres
termes, en présence d'un catalyseur adéquat, les molécules réactantes auront besoin
de moins d'énergie pour se transformer en produits. Le catalyseur ne réagit pas
lui-même et n'est pas altéré par la réaction. Les catalyseurs facilitent la réaction
en permettant à une série de molécules réactantes de se transformer en produits, pour
ensuite
aider d'autres molécules à subir la même réaction.
Certains catalyseurs biologiques (enzymes) sont si
efficaces qu'un seul suffit pour qu'à chaque seconde,
plus de 600 000 molécules réactantes se convertissent
en molécules de produit!3
Il convient de noter que les enzymes sont très
spécialisés. La lactase qui aide les molécules de lactose
à se décomposer en molécules de galactose et de
glucose, est structurée de sorte à ne pouvoir catalyser
qu'un seul type de réaction. Les enzymes sont si
sélectifs qu'ils ignorent les milliers de molécules dans
les cellules somatiques et les fluides organiques pour
lesquels ils ne sont pas conçus.
On appelle substrat la molécule qu'un enzyme aide à réagir. Ainsi, le lactose est le
substrat de la lactase. Pour comprendre comment les enzymes peuvent être
spécifiques, nous examinons lastructure de l'enzyme et le modèle clé-serrure de la
fonction enzymatique.
Structure de l'enzyme : le « modèle clé-serrure »
À l'exception de quelques enzymes composés d'ARN,
les enzymes sont des protéines. Souvenez-vous qu'une
protéine est composée d'une ou
de plusieurs chaînes d'acides aminés reliées, et que
chaque chaîne d'acides aminés prend une forme
tridimensionnelle selon la séquence d'acide aminé et la
façon dont les acides aminés de la chaîne interagissent
entre eux et avec la solution environnante.
Les enzymes se plient de telle façon qu'on observe une
échancrure ou une poche à leur surface. On appelle
cette poche site actif. Le modèle clé-serrure repose sur
le principe selon lequel les formes des molécules
réagissantes
(les substrats) et le site actif de l'enzyme s'emboîtent comme une clé dans la serrure
pour laquelle elle est conçue. Ainsi, la molécule de lactose s'adapte parfaitement au
site actif de la lactase, ce qui signifie que cet enzyme peut uniquement catalyser la
décomposition du lactose.
Les enzymes sont importants!
Les enzymes produisent des centaines de réactions chimiques essentielles à notre
survie. Ils provoquent les réactions nécessaires à la digestion des aliments, à la
formation et à la décomposition de l'ADN et de l'ARN, ainsi qu'à de nombreux autres
processus vitaux. Une déficience en lactase, par exemple (relativement courante chez
les êtres humains) rend impossible la décomposition du lactose et entraîne une
intolérance au lactose, état qu'il est possible de surmonter en prenant des pilules
contenant des enzymes de lactase avant de consommer des produits laitiers.
Synthèse des protéines
Protéines
LISTE DES OUVRAGES DE RÉFÉRENCE
1. S.S. Zumdahl, Chemical Principles, D.C. Health, Lexington, 1995, p. 709.
2. L.A. Moran, K. G. Scrimgeour, H. R. Horton, R. S. Ochs et J. D. Rawn. Biochemistry, Neil Patterson, New
Jersey, 1994, p. 13-11.
3. S. S. Zumdahl. Chemical Principles, D.C. Health, Lexington, 1995, p. 709.
Date de diffusion : 2000-10-16
Auteur :
Industrie Canada - Direction générale
des sciences de la vie
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